Что такое «битум»?
16.01.2015 20:17:00
Вещество, называемое битумом, было знакомо нашим предкам ещё в древности. Данное вещество активно применялось в ходе строительных работ в качестве изолирующего материала для уменьшения отрицательного воздействия влаги и в роли связующего компонента. Ещё в период неолита люди применяли «земляную смолу» для герметизации посуды, в роли изоляции при проведении различных строительных работ и для связывания материалов между собой при создании прекрасных мозаик, дошедших до наших дней. Древние египтяне пользовались битумом при бальзамировании тел умерших.
Что же это за вещество? Битумами называют смесь углеводородов с их производными, содержащими в своём составе кислород, азот, серу и металлы. Внешне битумы могут иметь твёрдую структуру или подобны смоле. Название вещества происходит от латинского слова "bitumen", которое переводится как "горная смола" или "нефть".
Битумы не меняют своих начальных свойств под воздействием влаги. Растворить данное вещество можно лишь в органических кислотах, таких как хлороформ, бензол.
Каким образом подразделяют битумы?
В настоящее время помимо природных битумов, добываемых из недр земли, выделяют ещё и искусственные (так называемые "технические") битумы, получаемые в процессе переработки разного рода материалов.
Ископаемые битумы принято подразделять на классы – такие как мальты, асфальты, асфальтиты, а также кериты и антраксолиты. Добыча природных битумов ведётся в основном из шахт или открытым способом из карьеров.
Искусственные битумы по сути представляют собой остаточные продукты, образующиеся в ходе промышленной переработки сырой нефти, а также сланцев или каменного угля. Состав технического битума аналогичен химическому составу ископаемого битума.
Каким образом проходит процесс промышленной добычи и последующей переработки битумов?
Вся процедура добычи ископаемых битумов и дальнейшая их переработка происходит в определённой последовательности. Добытую шахтным или же карьерным методом породу делят на органическую и минеральную части. Затем производят перевозку добытого битума до мест его непосредственной переработки, так как природный битум не представляет собой готовый товарный продукт и требует дополнительной обработки.
Добывают битум, залегающий на глубине до 90 метров, рудничным способом. На территории РФ таким методом битумнасыщенные породы добываются в Республике Коми.
Если порода залегает на глубине, превышающей 100 метров, битумсодержащую породу добывают путём бурения скважин. Добыча этим методом ведётся в Республике Татарстан.
Процесс промышленного изготовления битумов из мазута или гудрона проводится при помощи нескольких методик:
• Методом вакуумной перегонки;
• Деасфальтизацией материала с помощью различных растворителей;
• В ходе окислительных процессов.
Данные методы могут быть использованы как отдельно, так и в сочетании друг с другом.
Какие характеристики имеют значение в ходе производства битумов?
Добывая битумы, люди учитывают ряд природных свойств данного продукта. У наиболее важным относят следующие показатели качества:
• Вязкость продукта;
• Пластичность битума;
• Показатель температуры размягчения продукта;
• Температура хрупкости битумов;
• Температура вспыхивания битумов;
• Высокие адгезивные свойства материала.
При высоких температурах окружения вязкость битумов уменьшается, и наоборот, по мере снижения температуры окружающей среды вязкость битумов резко растёт, а при минусовой температуре битум просто становится хрупким.
Пластичность же битумов увеличивается с ростом содержащихся в составе материала масел, повышением температуры окружающей среды и увеличением времени нагрузки на продукт.
Температура размягчения битумов даёт нам возможность определить и температуру их хрупкости. Показатель температуры размягчения находится в коридоре от +20 °С до +95 °С.
Низкая температура хрупкости битумного продукта говорит о его устойчивости к воздействию мороза и высоком качестве материала.
Стандартная температура вспышки битума превышает +200 °С. Это очень важный показатель, так как по цифрам температуры вспышки мы можем судить о степени огнеопасности материалов в ходе нагрева.
Важной характеристикой при выборе материалов, изготовленных из битумов, является адгезия данных материалов (т.е прилипание) к самым разным поверхностям.
Где применяются битумы в наши дни?
В настоящее время во всём мире битумы являются распространённым материалом в ходе укладки дорожного полотна, для герметизации кровли и фундаментов в ходе проведения строительных работ, в роли изолирующего материала при прокладке трубопроводов. Активно применяются битумы в ходе изготовления различных лакокрасочных материалов, электрических кабелей, при заливке аккумуляторов в роли мастики, при изготовлении формовочных материалов, спецпокрытий при обработке прокатных станов, в качестве защиты нефтяных и газовых скважин; для повышения защитных качеств материалов от вредного воздействия микроорганизмов и радиации.
Какие разновидности битума используются в России?
Выделяют несколько марок нефтяных битумов. Подразделение проводится в зависимости от природных характеристик продукта.
В ходе проведения разного рода работ на стройках используются три марки битумов, обозначаемых в соответствии с ГОСТ как «БН» – битумы нефтяные – 50/50, 70/30 и 90/10. В числителе этих дробей указаны данные температур, при которых происходит размягчение битумов, в знаменателях указываются пределы изменения проникновения битумов, измеренных при +25 °С.
При проведении кровельных работ применяют битумы нефтяные кровельные. Их сокращённое название "БНК". Это такие марки как 45/180, 45/190, 90/40 и 90/30. Числитель этих дробей даёт нам среднее значение температуры, при которой происходит размягчение битумов, а их знаменатель соответствует среднему показателю пенетрации битумов, определённому при температуре +25°С. Помимо этого в ходе проведения кровельных работ используется битумная черепица, изготовленная в ходе обогащения кислородом природных битумов.
При проведении дорожно-строительных работ широко применяют битумы нефтяные дорожные "БНД"– пять марок от 200/300 до 40/60 и четыре марки «БН» от 200/300 до 60/90. Применение различных марок зависит от показателей пенетрации битумов, определяемой при +25 °С.
Ведётся производство так называемых «жидких битумов», имеющих невысокие вязкостные характеристики. Данная разновидность битумов нашли своё применение в ходе строительных работ в холодном виде или же их немного подогревают (до +50 °С).
Каким образом следует хранить и перевозить битумы?
Подробнее: Статья "Особенности перевозки битума"
Складировать битумы необходимо в специальных резервуарах, подогреваемых и оборудованных механизмами, позволяющими перемешивать битумы, а также для осуществлять подачу водяного пара с целью профилактики вспышек паров битумов.
Резервуары оборудуют специальными клапанами для предотвращения взрывов. Данные резервуары имеют большие объёмы для того, чтобы эксплуатирующие организации могли иметь возможность смешивать продукты. Облегчает опорожнение резервуаров их наклонное дно.
Трубопроводы для транспортировки жидких битумов оборудуют насосами для перекачки продукта.
Помимо перекачки битума в жидком виде используются разнообразные разборные формы для перевозки его в твёрдом состоянии.
Широкое применение битумов в народном хозяйстве ведёт к тому, что научные и производственные организации постоянно ведут изыскания с целью улучшения качества продукта, расширения областей применения и методик его переработки.
Прекрасное будущее битумам обеспечивают их природные свойства – прочность материала, устойчивость к воздействию влаги, атмосферных явлений, термопластичность битумов, низкая тепло- и звукопроводность, низкая проводимость электрического заряда.
